Historie vývoje počítadla výpočetní techniky. Generace výpočetní techniky. Upevňování nových poznatků

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY RUSKÉ FEDERACE

Státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání

Ruská státní obchodní a ekonomická univerzita

Ufa Institute (pobočka)

Fakulta judikaturu a dálkové studium

Studna 1 (5,5 g)

Specialita 080507.65 „Správa organizace“

oddělení "Vedení interních

a mezinárodní obchod»

Zhuravlev Sergej Vladimirovič

Historie vývoje výpočetní techniky. Stručné historické pozadí. Generace počítačů. Perspektivy rozvoje výpočetní techniky.

Test

obor: "Informatika"

Dovolím si obranu:

Hlava: Zakiryanov F.K.______________

(podpis)

_________________

Hodnocení obrany

_______________________________________

Datum_________Podpis__________

Úvod................................................. ...................................... strana 3

Počáteční fáze vývoje výpočetní techniky................... strana 4

Počátek moderní elektronické historie

počítačová technologie…………………………………...……. strana 7

Generace počítačů ................................................................ ...................... strana 9

Osobní počítače ................................................ ..... strana 13

co je před námi? ...................................................... ...................................... strana 16

Závěr……………………………………………………… strana 18

Bibliografie................................................... ............... strana 20

Úvod

Slovo "počítač" znamená "kalkulačka", tzn. zařízení pro

výpočty. Potřeba automatizovat zpracování dat včetně výpočtů vznikla již dávno. Před více než 1500 lety se k počítání používaly počítací tyčinky, oblázky atd.

V dnešní době je těžké si představit, že bez počítačů je to možné

udělat to. Ale není to tak dávno, až do počátku 70. let byly počítače dostupné velmi omezenému okruhu odborníků a jejich použití zůstávalo zpravidla zahaleno tajemstvím a široké veřejnosti málo známé. V roce 1971 však došlo k události, která radikálně změnila situaci a fantastickou rychlostí proměnila počítač v každodenní pracovní nástroj pro desítky milionů lidí. V onom bezesporu významném roce vydala téměř neznámá společnost Intel z malého amerického městečka s krásným jménem Santa Clara (Kalifornie) první mikroprocesor. Právě jemu vděčíme za vznik nové třídy výpočetních systémů – osobních počítačů, které dnes používají v podstatě všichni, od žáků základních škol a účetních až po vědce a inženýry.

Na konci 20. století si život bez osobního počítače nelze představit. Počítač pevně vstoupil do našich životů a stal se hlavním pomocníkem člověka. Dnes na světě existuje mnoho počítačů od různých společností, různých skupin složitosti, účelů a generací.

V této eseji se podíváme na historii vývoje výpočetní techniky a také na stručný přehled možností využití moderních výpočetních systémů a dalších trendů ve vývoji osobních počítačů.

Počáteční fáze vývoje výpočetní techniky.

Všechno to začalo myšlenkou naučit stroj počítat nebo alespoň sčítat vícemístná celá čísla. Kolem roku 1500 vytvořil velký představitel osvícenství Leonardo da Vinci náčrt 13bitového sčítacího zařízení, což byl první pokus o vyřešení tohoto problému, který se k nám dostal. První provozní sčítací stroj sestrojil v roce 1642 Blaise Pascal, slavný francouzský fyzik, matematik a inženýr. Jeho osmibitový stroj přežil dodnes.

Obr. 1. Blaise Pascal (1623 – 1662) a jeho počítací stroj

Od úžasné kuriozity, kterou Pascalův stroj vnímali současníci, uplynulo téměř 250 let k vytvoření prakticky užitečné a široce používané jednotky - sčítacího stroje (mechanického výpočetního zařízení schopného provádět 4 aritmetické operace). Již na počátku 19. století byla úroveň rozvoje řady věd a oblastí praktické činnosti (matematika, mechanika, astronomie, strojírenství, navigace atd.) tak vysoká, že naléhavě vyžadovaly výkon obrovského množství výpočtů, které přesahovaly možnosti neozbrojené osoby. Na jeho vzniku a vylepšení pracovali jak vynikající světoznámí vědci, tak stovky lidí, z nichž mnohé se k nám nedostalo, a kteří zasvětili svůj život konstrukci mechanických počítacích zařízení.

Ještě v 70. letech našeho století stály na pultech obchodů mechanické sčítačky a jejich „nejbližší příbuzní“ vybaveni elektrickým pohonem – elektromechanické klávesnicové počítače. Jak se často stává, poměrně dlouhou dobu překvapivě koexistovaly s technologií zcela jiné úrovně - automatickými digitálními počítači (ADCM), které se v běžné řeči častěji nazývají počítače (i když přísně vzato se tyto pojmy tak úplně neshodují). Historie ACVM sahá do první poloviny minulého století a je spojena se jménem pozoruhodného anglického matematika a inženýra Charlese Babbage. V roce 1822 navrhl a téměř 30 let stavěl a vylepšoval stroj, nejprve nazvaný „rozdíl“ a poté, po četných vylepšeních konstrukce, „analytický“. „Analytický“ engine obsahoval principy, které se staly základem počítačové technologie.

1. Automatické provádění operací.

Pro provádění rozsáhlých výpočtů je důležité nejen to, jak rychle je jednotlivá aritmetická operace provedena, ale také to, aby mezi operacemi nebyly „mezery“ vyžadující přímý zásah člověka. Tento požadavek například nesplňuje většina moderních kalkulátorů, přestože každou operaci, kterou mají k dispozici, provedou velmi rychle. Je nutné, aby operace následovaly jedna po druhé bez zastavení.

2. Pracujte podle programu zadaného „za běhu“.

Pro automatické provádění operací musí být program zadán do aktuátoru rychlostí odpovídající rychlosti operací. Babbage navrhl použití děrných štítků, které se v té době používaly k ovládání tkalcovských stavů, k předběžnému nahrávání programů a jejich zadávání do stroje.

3. Potřeba speciálního zařízení – paměti – pro ukládání dat (Babbage tomu říkal „sklad“).

Rýže. 2. Charles Babbage (1792 – 1871) a jeho „analytický motor“

Tyto revoluční myšlenky narážely na nemožnost jejich realizace na základě mechanické technologie, protože do objevení prvního elektromotoru zbývalo téměř půl století a do první elektronické radioelektronky zbývalo téměř století! Předběhly tak dobu, že byly z velké části zapomenuty a znovu objeveny v příštím století.

Automatická výpočetní zařízení se poprvé objevila v polovině 20. století. To bylo možné díky použití elektromechanických relé spolu s mechanickými konstrukcemi. Práce na reléových strojích začaly ve 30. letech a pokračovaly s různým úspěchem, dokud v roce 1944 pod vedením Howarda Aikena, amerického matematika a fyzika, byl v IBM (International Business Machines) uveden na trh stroj Mark-1 nejprve implementovat Babbageovy nápady (ačkoli s nimi vývojáři zjevně nebyli obeznámeni). Pro znázornění čísel byly použity mechanické prvky (počítací kolečka), pro ovládání elektromechanické prvky. Jeden z nejvýkonnějších reléových strojů RVM-1 byl postaven na počátku 50. let v SSSR pod vedením N.I. provádělo až 20 násobení za sekundu na poměrně dlouhých binárních číslech.

Vznik reléových strojů se však beznadějně opozdil a velmi rychle je nahradily elektronické, které byly mnohem produktivnější a spolehlivější.

Počátek moderní historie elektronických výpočtů

Skutečná revoluce ve výpočetní technice nastala v souvislosti s používáním elektronických zařízení. Práce na nich začaly koncem 30. let současně v USA, Německu, Velké Británii a SSSR. V této době byly elektronky, které se staly technickým základem zařízení pro zpracování a ukládání digitálních informací, již široce používány v radiotechnických zařízeních.

První operační počítač byl ENIAC (USA, 1945 – 1946). Jeho název, založený na prvních písmenech odpovídajících anglických slov, znamená „elektronicko-numerický integrátor a kalkulačka“. Jeho vznik vedli John Mauchly a Presper Eckert, kteří navázali na dílo George Atanasova, které začalo koncem 30. let. Stroj obsahoval asi 18 tisíc elektronek a mnoho elektromechanických prvků. Jeho spotřeba energie byla 150 kW, což je docela dost na napájení malého závodu.

Téměř současně probíhaly práce na vytvoření počítačů ve Spojeném království. V první řadě je s nimi spojeno jméno Allana Turinga, matematika, který také významně přispěl k teorii algoritmů a teorii kódování. V roce 1944 byl ve Velké Británii spuštěn stroj Colossus.

Tyto a řada dalších prvních počítačů neměly z pohledu konstruktérů následujících počítačů nejdůležitější kvalitu - program nebyl uložen v paměti stroje, ale byl zadáván poměrně složitým způsobem pomocí externích spínacích zařízení.

Jeden z největších amerických matematiků, John von Neumann, výrazně přispěl k teorii a praxi vytváření elektronické výpočetní techniky v počáteční fázi jejího vývoje. „Von Neumannovy principy“ navždy vstoupily do dějin vědy. Kombinace těchto principů dala vzniknout klasické (von Neumannově) počítačové architektuře. Jeden z nejdůležitějších principů, princip uloženého programu, vyžaduje, aby byl program uložen v paměti stroje stejným způsobem, jakým jsou v ní uloženy původní informace. První počítač s uloženým programem (EDSAC) byl postaven ve Velké Británii v roce 1949.

Rýže. 3. John von Neumann (1903-1957) Obr. 4. Sergej Alexandrovič Lebeděv (1902-1974)

V naší zemi až do 70. let probíhala tvorba počítačů téměř zcela nezávisle a nezávisle na vnějším světě (a tento „svět“ sám byl téměř zcela závislý na Spojených státech). Faktem je, že elektronická počítačová technika byla od okamžiku svého vzniku považována za přísně tajný strategický produkt a SSSR ji musel vyvíjet a vyrábět samostatně. Postupně se režim utajování změkčoval, ale ještě na konci 80. let mohla naše země v zahraničí nakupovat pouze zastaralé modely počítačů (a nejmodernější a nejvýkonnější počítače stále vyvíjejí a vyrábějí přední výrobci - USA a Japonsko - v utajení režim).

První domácí počítač MESM („malý elektronický počítač“) vznikl v roce 1951 pod vedením Sergeje Aleksandroviče Lebedeva, největšího sovětského konstruktéra výpočetní techniky, pozdějšího akademika, laureáta státních cen, který stál u zrodu mnoha domácích počítače. Rekordem mezi nimi a ve své době jedním z nejlepších na světě byl BESM-6 („velký elektronický počítací stroj, 6. model“), vytvořený v polovině 60. let a po dlouhou dobu byl základním strojem v obraně, vesmíru. výzkum, vědecký a technický výzkum v SSSR. Kromě strojů řady BESM byly vyrobeny i počítače dalších sérií - „Minsk“, „Ural“, M-20, „Mir“ a další, vytvořené pod vedením I.S. Bruka a M.A. Kartseva, B.I M. Glushkov, Yu A. Bazilevsky a další domácí designéři a teoretici informatiky rozvoj. ... terminátor 10 + T R teror 6 + T A technika 7 + T M technokratismus 12 + T I technofobie... Filippov F.R. Z generace Na generace: sociologie a...

Moderní informační technologie (2)

Přednáška >> Informatika, programování

... Rozvoj výpočetní technika V rozvoj výpočetní technika můžeme zvýraznit pozadí a čtyři generace elektronický výpočetní ... vyhlídky a příležitosti k dalšímu rozvoj ... počítač výpočetní centra byla první historicky ... Příběh rozvoj ...

Ekonomika a management v moderní ruské elektroenergetice

Kniha >> Ekonomická teorie

... příběh rozvoj parní turbína technika pro jaderné elektrárny ano příběh...podmiňovací způsob historický, politické... dejme stručný osvědčeníÓ... rozvoj elektroenergetika 5.7.1. Rozvoj vyhlídky rozvoj ... výpočetní technika. ... Nový generace odneseno... počítač, ...

Kantarovič

Právo >> Historické postavy

... osvědčení... hlavní asistenti prvního generace-- V.A. Zalgallera... částečně historický nedorozumění... moderní Dějiny, ... Pro počítač, ... STRUČNÝŽIVOTNÍ PŘÍBĚH... rozvoj výpočetní technika. Dohlížel na design nového výpočetní ... vyhlídky ekonomika...

Úplně prvními výpočetními zařízeními byly lidské prsty. Když tento lék nestačil, byly použity oblázky, tyčinky a mušle. Sčítáním takové množiny do desítek a následně stovek se člověk naučil počítat a používat prostředky k měření čísel. Právě s oblázky a mušlemi začala historie vývoje výpočetní techniky. Jejich uspořádáním do různých sloupců (řad) a přidáním nebo odebráním požadovaného počtu oblázků bylo možné přidávat a odečítat velká čísla. Opakovaným sčítáním bylo možné provést i tak složitou operaci, jako je násobení.

Pak začíná historie vývoje prostředků Prvním prostředkem pro výpočet bylo počítadlo vynalezené v Rus. V nich se čísla rozdělovala na desítky pomocí vodorovných vodítek s kostmi. Stali se nepostradatelnými pomocníky obchodníků, úředníků, úředníků a manažerů. Tito lidé uměli používat počítadlo prostě mistrně. Následně takové potřebné zařízení proniklo do Evropy.

Vůbec prvním mechanickým zařízením pro počítání, které je známé z historie vývoje výpočetní techniky, byl počítací stroj, který sestrojil vynikající francouzský vědec Blaise Pascal v roce 1642. Jeho mechanický „počítač“ uměl provádět operace jako sčítání a odčítání. Tento vůz se jmenoval „Pascalina“ a sestával z celého komplexu, ve kterém byla kolmo namontovaná kola s čísly od 0 do 9, když se kolo otočilo o celý kruh, zaháklo sousední kolo a otočilo ho o jedno číslo. Počet koleček určoval počet číslic počítače. Pokud by na něj bylo nainstalováno pět kol, mohl by již provádět operace s obrovskými čísly až do 99999.

V roce 1673 pak německý matematik Leibniz vytvořil zařízení, které umělo nejen odečítat a sčítat, ale také dělit a násobit. Naproti tomu kola byla ozubená a měla devět různých délek zubů, což zajišťovalo tak neuvěřitelně „složité“ akce jako násobení a dělení. technologie zná mnoho jmen, ale jedno jméno znají i laici. Jedná se o anglického matematika, který je právem nazýván otcem všech moderních počítačových technologií. Právě on přišel s myšlenkou, že počítač potřebuje zařízení, které bude ukládat čísla. Navíc toto zařízení musí nejen ukládat čísla, ale také dávat příkazy počítači, co má s těmito čísly dělat.

Babbageova myšlenka vytvořila základ pro návrh a vývoj všech moderních počítačů. Takový blok ve výpočetním procesoru. Vědec však nezanechal žádné nákresy ani popis stroje, který vynalezl. To udělal jeden z jeho studentů ve svém článku, který napsal ve francouzštině. Článek přečetla hraběnka Ada Augusta Lovelace, dcera slavného básníka George Byrona, která jej přeložila do angličtiny a vyvinula pro tento stroj vlastní programy. Díky ní získala historie vývoje výpočetní techniky jeden z nejpokročilejších programovacích jazyků - ADA.

20. století dalo nový impuls rozvoji výpočetní techniky spojené s elektřinou. Bylo vynalezeno elektronické zařízení, které uchovávalo elektrické signály – trubicová spoušť. První počítače vytvořené s jeho pomocí uměly počítat tisíckrát rychleji než nejpokročilejší mechanické počítací stroje, ale byly stále velmi objemné. První počítače vážily asi 30 tun a zabíraly místnost o velikosti více než 100 metrů čtverečních. metrů. Dalšího vývoje bylo dosaženo s příchodem nesmírně důležitého vynálezu – tranzistoru. Inu, moderní výpočetní technika je nemyslitelná bez použití mikroprocesoru – složitého integrovaného obvodu vyvinutého v červnu 1971. Toto je stručná historie vývoje výpočetní techniky. Moderní výdobytky vědy a techniky zvedly úroveň moderních počítačů do nebývalých výšin.

ZÁKLADY PC

Lidé vždy cítili potřebu počítat. Používali k tomu prsty a oblázky, které dávali do hromádek nebo kladli do řady. Počet předmětů byl zaznamenáván pomocí čar, které byly nakresleny podél země, pomocí zářezů na tyčích a uzlů, které byly uvázány na laně.

S nárůstem počtu počítaných předmětů a rozvojem věd a řemesel vyvstala potřeba provádět jednoduché výpočty. Nejstarším nástrojem známým v různých zemích je počítadlo (ve starém Římě se jim říkalo calculi). Umožňují provádět jednoduché výpočty na velkých číslech. Počítadlo se ukázalo být natolik úspěšným nástrojem, že přežilo od starověku téměř až do dnešních dnů.

Nikdo nedokáže pojmenovat přesný čas a místo, kde se bankovky objevily. Historici se shodují, že jejich stáří je několik tisíc let a jejich domovinou může být starověká Čína, starověký Egypt a starověké Řecko.

1.1. KRÁTKÝ PŘÍBĚH

VÝVOJ VÝPOČETNÍHO ZAŘÍZENÍ

S rozvojem exaktních věd vyvstala naléhavá potřeba provádět velké množství přesných výpočtů. V roce 1642 zkonstruoval francouzský matematik Blaise Pascal první mechanický sčítací stroj, známý jako Pascalův sčítací stroj (obrázek 1.1). Tento stroj byl kombinací do sebe zapadajících kol a pohonů. Kola byla označena čísly od 0 do 9. Když první kolo (jednotky) udělalo plnou otáčku, bylo automaticky aktivováno druhé kolo (desítky); když dosáhl čísla 9, třetí kolo se začalo otáčet atd. Pascalův stroj uměl pouze sčítat a odečítat.

V roce 1694 zkonstruoval německý matematik Gottfried Wilhelm von Leibniz pokročilejší počítací stroj (obr. 1.2). Byl přesvědčen, že jeho vynález najde široké uplatnění nejen ve vědě, ale i v běžném životě. Na rozdíl od Pascalova stroje používal Leibniz spíše válce než kola a pohony. Válce byly označeny čísly. Každý válec měl devět řad výstupků nebo zubů. V tomto případě první řada obsahovala 1 výstupek, druhý - 2 a tak dále až do devátého řádku, který obsahoval 9 výstupků. Válce byly pohyblivé a byly operátorem uváděny do určité polohy. Konstrukce Leibnizova stroje byla pokročilejší: byl schopen provádět nejen sčítání a odčítání, ale také násobení, dělení a dokonce i extrakci druhé odmocniny.

Zajímavé je, že potomci tohoto designu přežili až do 70. let 20. století. ve formě mechanických kalkulátorů (sčítačka typu Felix) a byly široce používány pro různé výpočty (obr. 1.3). Ovšem již koncem 19. stol. S vynálezem elektromagnetického relé se objevila první elektromechanická počítací zařízení. V roce 1887 Herman Hollerith (USA) vynalezl elektromechanický tabelátor s čísly zadávanými pomocí děrných štítků. Myšlenka použití děrných štítků byla inspirována děrováním železničních jízdenek děrovačem. Jím vyvinutý děrný štítek o 80 sloupcích nedoznal výrazných změn a byl používán jako nosič informací v prvních třech generacích počítačů. Hollerithovy tabulátory byly použity při 1. sčítání lidu v Rusku v roce 1897. Sám vynálezce pak navštívil zvláštní návštěvu Petrohradu. Od té doby se v účetnictví široce používají elektromechanické tabelátory a další podobná zařízení.

Na počátku 19. stol. Charles Babbage formuloval základní principy, které by měly být základem návrhu zásadně nového typu počítače.

V takovém stroji by podle jeho názoru měl existovat „sklad“ pro ukládání digitálních informací, speciální zařízení, které provádí operace s čísly převzatými ze „skladu“. Babbage nazval takové zařízení „mlýn“. Další zařízení slouží k řízení sledu operací, přenosu čísel ze „skladu“ do „mlýny“ a zpět a nakonec musí mít stroj zařízení pro zadávání počátečních dat a výstup výsledků výpočtů. Tento stroj nebyl nikdy sestrojen - existovaly pouze jeho modely (obr. 1.4), ale principy, na nichž byl založen, byly později implementovány do digitálních počítačů.

Babbageovy vědecké myšlenky uchvátily dceru slavného anglického básníka Lorda Byrona, hraběnku Adu Augustu Lovelace. Položila první zásadní představy o interakci různých bloků počítače a posloupnosti řešení problémů na něm. Ada Lovelace je proto právem považována za první programátorku na světě. Mnoho pojmů představených Adou Lovelace v popisech prvních programů na světě je široce používáno moderními programátory.

Rýže. 1.1. Pascalův sčítací stroj

Rýže. 1.2. Leibnizův počítací stroj

Rýže. 1.3. Přikládací stroj Felix

Rýže. 1.4. Babbageův stroj

Začátek nové éry ve vývoji výpočetní techniky založené na elektromechanických relé byl v roce 1934. Americká společnost IBM (International Business Machines) začala vyrábět alfanumerické tabelátory schopné provádět operace násobení. V polovině 30. let XX století. na základě tabulátorů vzniká prototyp první lokální počítačové sítě. V Pittsburghu (USA) instaloval obchodní dům systém skládající se z 250 terminálů propojených telefonními linkami s 20 tabelátory a 15 psacími stroji pro platby zákazníkům. V letech 1934-1936 Německý inženýr Konrad Zuse přišel s myšlenkou vytvořit univerzální počítač s programovým ovládáním a ukládáním informací do paměťového zařízení. Zkonstruoval stroj Z-3 - byl to první programově řízený počítač - prototyp moderních počítačů (obr. 1.5).

Rýže. 1.5. Zuse počítač

Jednalo se o reléový stroj využívající binární číselný systém s pamětí na 64 čísel s pohyblivou řádovou čárkou. Aritmetický blok používal paralelní aritmetiku. Tým zahrnoval provozní a adresní část. Zadávání dat probíhalo pomocí dekadické klávesnice, byl zajištěn digitální výstup a také automatický převod desetinných čísel na binární a naopak. Rychlost operace přidávání je tři operace za sekundu.

Na počátku 40. let XX století. V laboratořích IBM spolu s vědci z Harvardské univerzity začal vývoj jednoho z nejvýkonnějších elektromechanických počítačů. Jmenoval se MARK-1, obsahoval 760 tisíc součástek a vážil 5 tun (obr. 1.6).

Rýže. 1.6. Počítací strojOZNAČIT-1

Za poslední největší projekt v oblasti reléové výpočetní techniky (RT) je třeba považovat RVM-1, postavený v roce 1957 v SSSR, který byl v řadě úkolů značně konkurenceschopný tehdejším počítačům. S příchodem elektronky však byly dny elektromechanických zařízení sečteny. Elektronické součástky měly velkou převahu v rychlosti a spolehlivosti, což určilo budoucí osud elektromechanických počítačů. Nastala éra elektronických počítačů.

Přechod do další etapy vývoje výpočetní techniky a programovací techniky by nebyl možný bez zásadního vědeckého výzkumu v oblasti přenosu a zpracování informací. Rozvoj teorie informace je spojen především se jménem Claude Shannon. Norbert Wiener je právem považován za otce kybernetiky a Heinrich von Neumann je tvůrcem teorie automatů.

Koncept kybernetiky se zrodil syntézou mnoha vědeckých směrů: za prvé jako obecný přístup k popisu a analýze akcí živých organismů a počítačů nebo jiných automatů; za druhé z analogií mezi chováním společenství živých organismů a lidské společnosti a možností jejich popisu pomocí obecné teorie řízení; a konečně ze syntézy teorie přenosu informace a statistické fyziky, která vedla k nejdůležitějšímu objevu spojujícímu množství informace a zápornou entropii v systému. Samotný pojem „kybernetika“ pochází z řeckého slova znamenajícího „kormidelník“ a poprvé jej v moderním smyslu použil N. Wiener v roce 1947. Kniha N. Wienera, ve které formuloval základní principy kybernetiky, se nazývá „Kybernetika; nebo ovládání a komunikace ve zvířeti a autě."

Claude Shannon je americký inženýr a matematik, muž, který je nazýván otcem moderní teorie informace. Dokázal, že činnost spínačů a relé v elektrických obvodech lze znázornit pomocí algebry, vynalezené v polovině 19. století. Anglický matematik George Boole. Od té doby se booleovská algebra stala základem pro analýzu logické struktury systémů jakékoli úrovně složitosti.

Shannon dokázal, že každý hlučný komunikační kanál se vyznačuje omezující rychlostí přenosu informací, která se nazývá Shannonův limit. Při přenosových rychlostech nad tento limit jsou chyby v přenášených informacích nevyhnutelné. Použitím vhodných metod kódování informací je však možné získat libovolně malou pravděpodobnost chyby pro jakýkoli zašuměný kanál. Jeho výzkum vytvořil základ pro vývoj systémů přenosu informací po komunikačních linkách.

Brilantní americký matematik maďarského původu Heinrich von Neumann v roce 1946 zformuloval základní koncept ukládání počítačových instrukcí do vlastní vnitřní paměti, což posloužilo jako obrovský impuls k rozvoji elektronické výpočetní techniky.

Během 2. světové války působil jako konzultant v Atomovém centru Los Alamos, kde pracoval na výpočtech pro explozivní detonaci jaderné bomby a podílel se na vývoji vodíkové bomby.

Neumann vlastní díla související s logickou organizací počítačů, problémy fungování počítačové paměti, samoreprodukujících se systémů atd. Podílel se na vytvoření prvního elektronického počítače ENIAC, jím navržená počítačová architektura byla základem pro všechny následující modeluje a dodnes se tomu říká - "von Neumann"

I generace počítačů. V roce 1946 byly v USA dokončeny práce na vytvoření ENIACu, prvního počítače využívajícího elektronické součástky (obr. 1.7).

Rýže. 1.7. První počítačENIAC

Nový stroj měl působivé parametry: používal 18 tisíc elektronek, zabíral místnost o ploše 300 m 2, měl hmotnost 30 tun a spotřeba energie byla 150 kW. Stroj pracoval na hodinové frekvenci 100 kHz a provedl operaci sčítání za 0,2 ms a násobení za 2,8 ms, což bylo o tři řády rychleji, než dokázaly reléové stroje. Nedostatky nového vozu byly rychle odhaleny. Svou strukturou se počítač ENIAC podobal mechanickým počítačům: byla použita desítková soustava; program byl psán ručně na 40 sazebních polích; Překonfigurování přepínacích polí trvalo týdny. Během zkušebního provozu se ukázalo, že spolehlivost tohoto stroje je velmi nízká: odstraňování závad trvalo několik dní. Pro vstup a výstup dat byly použity děrné pásky a děrné štítky, magnetické pásky a tisková zařízení. Počítače první generace implementovaly koncept uloženého programu. Počítače první generace se používaly pro předpovědi počasí, řešení energetických problémů, vojenských problémů a v dalších důležitých oblastech.

II generace počítačů. Jedním z nejdůležitějších pokroků, které vedly k revoluci v designu počítačů a nakonec k vytvoření osobních počítačů, byl vynález tranzistoru v roce 1948. Tranzistor, což je polovodičový elektronický spínací prvek (hradlo), zabírá mnohem méně místo a spotřebuje mnohem méně energie, dělá stejnou práci jako lampa. Výpočetní systémy postavené na tranzistorech byly mnohem kompaktnější, ekonomičtější a mnohem efektivnější než elektronkové. Přechod na tranzistory znamenal počátek miniaturizace, která umožnila vznik moderních osobních počítačů (ale i dalších rádiových zařízení – rádia, magnetofony, televize atd.). U strojů generace II vyvstal úkol automatizace programování, protože se prodlužovala mezera mezi časem na vývoj programů a samotným časem výpočtu. Druhá etapa vývoje výpočetní techniky na konci 50. - počátkem 60. let XX století. vyznačující se tvorbou rozvinutých programovacích jazyků (Algol, Fortran, Cobol) a zvládnutím procesu automatizace řízení toku úloh pomocí samotného počítače, tzn. vývoj operačních systémů.

K automatizaci práce s daty se využívá výpočetní technika.

Počítačové inženýrství (VT) je soubor zařízení určených pro automatizované zpracování dat.

Počítačový systém (CS) – Jedná se o specifickou sadu vzájemně se ovlivňujících zařízení a programů navržených tak, aby obsluhovaly jednu pracovní oblast.

Centrálním zařízením většiny letadel je počítač(POČÍTAČ).

Počítač(anglický počítač - „kalkulátor“), počítač (elektronický počítač) - soubor technických prostředků určených pro automatické zpracování informací v procesu řešení výpočetních a informačních problémů.

Nejjednodušší ruční nářadí

Historie počítače je úzce spjata s lidskými pokusy o usnadnění a automatizaci velkých objemů výpočtů. I jednoduché aritmetické operace s velkými čísly jsou pro lidský mozek obtížné. Proto se již ve starověku objevilo zařízení - počitadlo. Počitadlo(řecky αβαξ, abákion, latinsky abacus - deska) je počítací deska, nejjednodušší počítací zařízení používané pro aritmetické výpočty přibližně od 4. století před naším letopočtem. ve starověkém Řecku, starověkém Římě. V Evropě se počítadlo používalo až do 18. století.

V Rusko ve středověku (16-17 století) bylo vyvinuto další zařízení založené na počítadle - Rusové počitadlo .

Mechanická zařízení

Mechanizace výpočetních operací začala v 17. století. V první fázi byly k vytvoření mechanických výpočetních zařízení použity mechanismy podobné hodinkám.

V 1623 ročník - německý vědec Wilhelm Schickard vyvinul první mechanické zařízení na světě ( "součtové hodiny") k provedení operace sčítání a odčítání šestimístná desetinná čísla. Není jisté, zda bylo zařízení implementováno za života vynálezce, ale v roce 1960 bylo podle výkresů znovu vytvořeno a potvrdilo jeho funkčnost.

V 1642 Francouzský mechanik Blaise Pascala navrhl první mechanické digitální výpočetní zařízení na světě (" Pascaline"), postavené na základě ozubených kol. Uměl sčítat a odečítat pětimístná desetinná čísla a nejnovější modely zvládaly čísla s osmi desetinnými místy.

V 1673 G. Německý filozof a matematik Gottfried Wilhelm Leibniz vytvořil mechanickou kalkulačku, která pomocí binární číselné soustavy prováděla násobení, dělení, sčítání a odčítání. Operace násobení a dělení byly prováděny mnohokrát opakovanými operacemi sčítání a odčítání.

Výpočetní zařízení se však rozšířilo až v r 1820 rok, kdy Francouzi Charles Kalmar vynalezl stroj, který uměl vyrábět čtyři základní aritmetické operace . Kalmarovo auto bylo pojmenováno sčítací stroj. Sčítací stroje se pro svou univerzálnost používaly poměrně dlouho až do 60. let dvacátého století.

Automatizace výpočtů

Myšlenka automatizace výpočetních operací přišla z hodinářského průmyslu. Starobylé klášterní věžní hodiny byly postaveny tak, aby v daném čase zapínaly mechanismus napojený na soustavu zvonů.

V 1833 Anglický vědec, profesor na Cambridgeské univerzitě Charles Babbage projekt vypracoval analytický motor, který měl vlastnosti moderního počítače. Byl to obří sčítací stroj s programovým ovládáním, aritmetickými a paměťovými zařízeními. Mělo zařízení pro vstup informací, řídicí jednotku, paměťové zařízení a zařízení pro výstup výsledků.

Spolupracovnicí a asistentkou Ch. Babbage při mnoha jeho vědeckých výzkumech byla dáma Ada Lovelace(rozená Byron).

Vyvinula první strojové programy a předpokládala základy moderního programování pro programově řízené číslicové počítače. Položila mnoho myšlenek a představila řadu pojmů a termínů, které přežily dodnes.

Předpověděla vznik moderních počítačů jako multifunkčních strojů nejen pro výpočetní techniku, ale také pro práci s grafikou a zvukem. V polovině 70. let dvacátého století ministerstvo obrany USA oficiálně schválilo název jednotného programovacího jazyka amerických ozbrojených sil. Jazyk se nazývá Ada. Den programátorů se slaví v den narozenin Ady Lovelace 10. prosince.

Vlastnosti Analytická auta byl zde poprvé princip dělení informací na příkazy a data . Pro vstup a výstup dat Babbage navrhl použití děrných štítků, listů silného papíru s informacemi vytištěnými pomocí otvorů.

V 1888 Americký inženýr Hermann Hollerith navrhl první elektromechanický počítací stroj. Tento stroj, tzv tabelátor, mohl číst a třídit statistické záznamy zakódované na děrných štítcích. K provozu tohoto stroje byla použita elektřina. V 1890 Hollerithův vynález byl použit při 11. americkém sčítání lidu. Práci, kterou za sedm let odvedlo 500 zaměstnanců, dokončil Hollerith se 43 asistenty na 43 tabelátorech za jeden měsíc.

Další rozvoj vědy a techniky umožnil 40. léta 20. století postavit první počítače. V 1944 Americký inženýr Howard Aiken s podporou IBM navrhl počítač pro provádění balistických výpočtů. Tento počítač s názvem " Označit 1 “, plocha zabírala přibližně polovinu fotbalového hřiště a zahrnovala více než 800 kilometrů drátů, asi 750 tisíc dílů, 3304 relé. " Mark-1“ bylo založeno na použití elektromechanické relé a pracuje s desetinnými čísly zakódovanými v děrnou páskou. Stroj mohl manipulovat s čísly dlouhými až 23 číslic. Násobení dvou 23bitových čísel jí trvalo 4 sekundy.

Ale elektromechanická relé nefungovala dostatečně rychle. V 1946 První elektronický digitální počítač velkého rozsahu byl vytvořen na objednávku americké armády ENIAC(ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Calculator), který by mohl být přeprogramován tak, aby řešil celou řadu problémů. Vyvinuli jej američtí vědci John William Mokli A John Presper Eckert. V ENIAC byla jako základ součástkové základny nahrazena elektromechanická relé vakuové trubky. Celkově komplex zahrnoval 17 468 lamp, 7 200 křemíkových diod, 1 500 relé, 70 000 odporů a 10 000 kondenzátorů. Příkon – 150 kW v té době stačilo na osvětlení velkého města. Výpočetní výkon – 300 operací násobení nebo 5000 operací sčítání za sekundu. Hmotnost – 27 tun, více než 30 metrů. Výpočty byly provedeny v desítkové soustavě. ENIAC byl použit pro výpočet balistických tabulek, předpověď počasí, výpočty v oblasti jaderné energie, aerodynamiky a průzkumu vesmíru.

V SSSR počítač MESM(malý elektronický počítací stroj) vznikl v r 1951 rok pod vedením akademika Sergeji Alekseevič Lebedeva. Stroj počítal faktoriály přirozených čísel a řešil rovnice paraboly. Lebeděv přitom na stvoření pracoval BESM- vysokorychlostní elektronický počítací stroj, jehož vývoj byl ukončen v roce 1953.

V 1971 Intel (USA) vytvořil první mikroprocesor - programovatelné logické zařízení vyrobené pomocí technologie VLSI (Very Large Scale Integrated Circuits).

V 1964 Stanford Research Fellow Douglas Engelbart práci nejprve předvedl manipulátor s myší, ale jen o čtyři roky později byla myš ukázána na počítačové konferenci v San Franciscu.

První osobní počítač (PC) v 1976 vydala společnost Jablko; v SSSR se PC objevily v 1985.

Tabulka 1. Generace počítačů

Index	Počítačové generace
	1950-1960	1960-1970	1970-1980	Čtvrtý 80.–90. léta 20. století	1990-dosud
Základna procesorového prvku	Elektronky	Polovodiče (tranzistory)	Malé integrované obvody (SIS)	Velké integrované obvody (LSI) a velmi velké integrované obvody (VLSI)	Optoelektronika Kryoelektronika (lasery, holografie)
Základna prvků RAM	Katodové trubice	Feritová jádra	Krystaly křemíku	LSI a VLSI
Základní vstupní zařízení	Dálkové ovládání, děrný štítek, vstup děrné pásky	Alfanumerický displej, klávesnice		Barevný grafický displej, klávesnice, myš atd.	Barevný grafický displej, skener, klávesnice, hlasová komunikační zařízení s počítačem
Hlavní výstupní zařízení	Alfanumerické tiskové zařízení (ADP), výstup děrné pásky		Plotr, tiskárna
Externí paměť	Magnetické pásky, bubny, děrné pásky, děrné štítky	Magnetický disk	Děrovaná papírová páska, magnetický disk (průměr 30 cm)	Magnetické a optické disky
Maximální kapacita RAM, bajty
Maximální rychlost procesoru (op/s)				Multiprocessing	Multiprocessing
Programovací jazyky	Univerzální programovací jazyky, překladače (strojový kód)	Dávkové operační systémy, které optimalizují překladače (Assembler, Fortran)	Procedurální jazyky na vysoké úrovni (HLP)	Nové procedurální jazyky a neprocedurální jazyky	Nové neprocedurální jazyky
Účel použití počítače	Vědeckotechnické výpočty	Technické a ekonomické výpočty	Manažerské a ekonomické kalkulace	Telekomunikace, informační služby	Využití prvků umělé inteligence a rozpoznávání vizuálního a zvukového obrazu

Potřeba zařízení pro urychlení procesu počítání se u lidí objevila před tisíci lety. Tehdy k tomu sloužily jednoduché prostředky, například počítací tyčinky. Později se objevilo počítadlo, u nás známější jako počítadlo. Umožňoval vám provádět pouze ty nejjednodušší aritmetické operace. Od té doby se toho hodně změnilo. Téměř každá domácnost má v kapse počítač a chytrý telefon. To vše lze kombinovat pod obecným názvem „Počítačová technika“ nebo „Počítačová technika“. V tomto článku se dozvíte něco více o historii jeho vývoje.

1623 Wilhelm Schickard si myslí: "Proč nevynaleznu první sčítací stroj?" A on to vymýšlí. Vyrábí mechanické zařízení schopné provádět základní početní operace (sčítání, násobení, dělení a odčítání) a pracuje s pomocí ozubených kol a válců.

1703 Gottfried Wilhelm Leibniz popisuje binární číselný systém ve svém pojednání „Explication de l’Arithmtique Binaire“, které je do ruštiny přeloženo jako „Vysvětlení binární aritmetiky“. Implementace počítačů pomocí něj je mnohem jednodušší a sám Leibniz o tom věděl. Již v roce 1679 vytvořil kresbu binárního počítače. Ale v praxi se první takové zařízení objevilo až v polovině 20. století.

1804 Poprvé se objevily děrné štítky (děrné štítky). Jejich používání pokračovalo až do 70. let 20. století. Jsou to listy tenkého kartonu s otvory na některých místech. Informace byly zaznamenány různými sekvencemi těchto děr.

1820 Charles Xavier Thomas (ano, skoro jako profesor X) vydává Thomas Adding Machine, který se zapsal do historie jako první sériově vyráběné počítací zařízení.

1835 Charles Babbage chce vymyslet svůj vlastní analytický motor a popisuje ho. Původně bylo účelem zařízení vypočítat logaritmické tabulky s vysokou přesností, ale Babbage později změnil názor. Nyní bylo jeho snem auto pro všeobecné použití. V té době bylo vytvoření takového zařízení docela možné, ale práce s Babbagem se ukázala být obtížná kvůli jeho charakteru. V důsledku neshod byl projekt uzavřen.

1845 Israel Staffel vytváří vůbec první zařízení schopné extrahovat druhé odmocniny z čísel.

1905 Percy Ludgert publikuje návrh programovatelného mechanického počítače.

1936 Konrad Zuse se rozhodne vytvořit svůj vlastní počítač. Říká tomu Z1.

1941 Konrad Zuse uvádí na trh Z3, první počítač na světě řízený softwarem. Následně bylo vydáno několik desítek dalších zařízení řady Z.

1961 Uvedení ANITA Mark VII, první plně elektronické kalkulačky na světě.

Pár slov o počítačových generacích.

1. generace. Jedná se o takzvané elektronkové počítače. Pracují pomocí vakuových trubic. První takové zařízení vzniklo v polovině 20. století.

2. generace. Všichni používali počítače 1. generace, až najednou v roce 1947 Walter Brattain a John Bardeen vynalezli velmi důležitou věc – tranzistor. Tak se objevila druhá generace počítačů. Spotřebovali mnohem méně energie a byli produktivnější. Tato zařízení byla běžná v 50. a 60. letech 20. století, dokud nebyl v roce 1958 vynalezen integrovaný obvod.

3. generace. Provoz těchto počítačů byl založen na integrovaných obvodech. Každý takový obvod obsahuje stovky milionů tranzistorů. Vytvoření třetí generace však nezastavilo vydávání počítačů druhé generace.

4. generace. V roce 1969 přišel Ted Hoff s myšlenkou nahradit mnoho integrovaných obvodů jedním malým zařízením. Později se tomu říkalo mikroobvod. Díky tomu bylo možné vytvářet velmi malé mikropočítače. První takové zařízení vydal Intel. A v 80. letech se ukázalo, že mikroprocesory a mikropočítače jsou nejčastější. Používáme je i nyní.

To byla stručná historie vývoje výpočetní techniky a výpočetní techniky. Doufám, že se mi podařilo zaujmout. Ahoj!